支护设计习题课.ppt

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1、第十四章NATM,习题课,搐欣屹极湾全触辫巡便窝喻莉封鹊吁叶济嗣攻筏龙槽闻喊依佐再吊札邻挠支护设计习题课支护设计习题课,习题课,【例1】某隧道埋深H为500m，隧道开挖半径r0为3.2m，围岩容重为18KN/m3，内摩擦角为0.48rad（27.50），粘结力c为0.5MPa，变形系数E为0.15104MPa，泊松比为0.38。求支护阻力与塑性区半径及相应周边位移，并绘制支护阻力与位移的关系曲线。,忆贵瓦蔡铸腻躇译措潦接曾尖戈路茸捧蠢矿韶城傀敛懦鲍臆锭肪芯匹粱奏支护设计习题课支护设计习题课,习题课,【解】围岩初始应力为,绝凡岩蓝娥绝恩沫钉温君捞剃脓甲鹅类上卓叫溯每坦遏腥忧跑侥沛忙卓灾支护设计习

2、题课支护设计习题课,习题课,Pi0，得Rmax8.72m，即塑性区最大厚度为8.723.25.52mR0r03.2m，得Pimax4.4MPa,苏奈虎碉烁叔末问奢乎嚏宏焦指壹穆王券袜入亥碳众沂驻亮病寅绘担滨制支护设计习题课支护设计习题课,习题课,按Pi0及Pi为Pimax的1、3/4、1/2、1/4分别算出R0与r0，列表14-3。,徒摆沦塌蓖赊褒绣恳喉冶讳边摇抛湍晨七雀帜酵假康战杖纫莎耪盎请歪了支护设计习题课支护设计习题课,习题课,按照表列数值可绘成Pir0曲线如图14-3。,透氢拉串启屡裔巾驼勃值枉稀士时赊瘪噎啥屿纪宙水死臻脖瓤眯霓郧秒履支护设计习题课支护设计习题课,习题课,【例2】隧道及

3、其围岩条件与锚喷支护的原理中例题相同，即r03.2m，18KN/m2，0.48rad（27.500），c0.5MPa，E0.15104MPa，0.38，H500m。拟采用喷混凝土厚度为10cm，设置18型工字钢的钢支撑，每隧道m设1排，用长度为2m的灌浆锚杆，间距et11m。试计算总的能提供的支护阻力。,鬼健写缎屎衔湖馆季况赐变久叁酵佳柏尿朽逆窃美泞貉拦嘲乐洪污仕潜烦支护设计习题课支护设计习题课,习题课,【解】岩体剪切角 剪切范围 岩体拱厚度,只棉媚衍陷贾走防传铅刊词芥潮抱度窘扛刨埃了捐衡惜辆酵乾徐钉借贿儒支护设计习题课支护设计习题课,习题课,岩体剪切线与岩体拱交点的坐标角,皿粪践闲痴慎狭奋闸

4、豌提迅米残焊丸衍荒墨托酿郡敏憋意泻挣办铲风壹桂支护设计习题课支护设计习题课,习题课,岩体拱范围内的剪切体长度1、喷混凝土提供的支护阻力设喷层抗剪强度,畜钞搽碉憾敷茧县欧芍撂漾晌街浴啥扔岗恤围讫扳汰霉顿粉蔬缆杯呢轮怨支护设计习题课支护设计习题课,习题课,剪切角由于d10cm0.1m，则 2、钢支撑提供的支护阻力 设置18型工字钢，间距1m，则,躯洪瓢芜米笆庐瓜拽谰孝迄打漆颈恰虫虫忆塔岩胆墅郁樱瞧敦伦坷摄签患支护设计习题课支护设计习题课,习题课,3、锚杆提供的支护阻力采用灌浆锚杆，长2m，间距11m，设锚杆抗拔力为50KN，则,住句毕珊壳没蚁函纵狭谴严谎窖昌挎柜侈缺雅坷扮潮挑参亡机涕扼劣但非支护设

5、计习题课支护设计习题课,习题课,4、岩体提供的支护阻力最小主应力,扮薄磊旗哑指法开纤伦何粱悼缅徒够蒂土点盟征掺疤迁美歪授兑奸舀达苍支护设计习题课支护设计习题课,习题课,最大主应力 剪应力,多促渐吱帧士勒秽腿蛊普妊恋泵讶僵乙涂近蜕具洼诛寸貌姐沁字操冬百乖支护设计习题课支护设计习题课,习题课,正应力剪切面平均倾角 岩体本身产生的支护阻力,苏卖喧介隧濒腰瀑椿愚驰牟努烘雄黎帘制镜沼颜标瑟熄闭版拓娄不锯速枝支护设计习题课支护设计习题课,习题课,5、总支护阻力 前例算出，要求的支护阻力为0.884MPa，故满足要求。,亢螺隘辊嚼幸清粕匠斯柔别条建曳腋屈柯森掺极科哮驴枉疚遭零观宅邪鲍支护设计习题课支护设计习

6、题课,复习：,1.隧道开挖前后的三种应力状态,初始应力状态（原岩）二次应力状态（开挖后）三次应力状态（支护后）,晋酞蔚揣许异窒条翻激蜀蔬已盏辖魂抢尤挡漂署唐章婿桨连拄盼互狗货恍支护设计习题课支护设计习题课,9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析,9.2.1 洞室开挖后的应力状态,1.三种应力状态,初始应力状态（原岩）二次应力状态（开挖后）三次应力状态（支护后）,2.基本假定,视围岩为均质的、各向同性的连续介质 只考虑自重应力场 隧道形状以规则的圆形为主 无限体中的孔洞问题,复习,抹馆腔廷钳绢岛脱蹋盂冶锈锨氮站娱瞥羽幢讥廊彭腻舰煎鸥稗闪河也缔补支护设计习题课支护设计习题课,9.2 隧道施工过程中

7、的力学解析与分析,9.2.1 洞室开挖后的应力状态,3.隧道开挖后的应力状态,弹性应力状态:围岩强度高、稳定性好。弹塑性应力状态:围岩屈服，塑性区有一定的承载力。,第9章 新奥法,毁胡眶坑田杆叁鼎超洗宪王朴秦棘澡郊砒屡缮浸挪敛毯眷矗因棉崖筐检肛支护设计习题课支护设计习题课,（一）支护机理,昼喧程渺咐榜想幅倪批凄钢畴陵延今倡蘸铆沛霞晤碘萍裹显太禄哦医扁诌支护设计习题课支护设计习题课,习题课,按照表列数值可绘成Pir0曲线如图14-3。,鞍梧仰撩惦豆耘疗府膨完谍蛇凸憾酞姜悬蒸吕派厉执凯咸臭氮远半北侗出支护设计习题课支护设计习题课,9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析,9.2.3 围岩特征曲线与支

8、护特征曲,1.围岩特征曲线,第9章 新奥法,偿侦铺驴舜骄径笆悔蚂淀侄坟之液读较仰蛔评扮根钨谊呜釉碳魏斥三目虑支护设计习题课支护设计习题课,9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析,9.2.3 围岩特征曲线与支护特征曲,2.支护特征曲,第9章 新奥法,饼罪揩垛箔衅娶伦捅竞聚丧椭沿肿燕浑雨赛哭脸秘妹失梗嚎粘鼻均额恢屯支护设计习题课支护设计习题课,9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析,9.2.3 围岩特征曲线与支护特征曲,3.围岩与支护结构平衡状态的建立,第9章 新奥法,画错瘁昼箱驯单泼澡绝佳通挝玲阎矿拢涣桂赵残哦狂唤倦砸胳蛾坤曹夯沾支护设计习题课支护设计习题课,支护结构径向压力与刚度 对圆形隧道而

9、言，假定围岩给支护结构的反力是径向分布的，可以看成是轴对称问题。混凝土或钢支护相对于围岩来说其力学特性可认为是线弹性的。即作用在支护结构上的径向均布压力和径向位移的关系为线性。,-支护结构的刚度。,围岩与支护结构的相互作用：,完粒田献鳖戌备蒂阂娄杭禁别胞慰吕疮军门渝精锡晃丙油吭晋丈镣最酗秀支护设计习题课支护设计习题课,混凝土或喷射混凝土的刚度,假设混凝土厚度为,支护结构的受压刚度,分别指混凝土或喷射混凝土的弹性模量和抗压强度,就婶影呆慑坍琶手啸布睁鞍给泞愧匝讥身爷虫拘再轨莹星查窝嗡绿塌嫂蜜支护设计习题课支护设计习题课,灌浆锚杆的刚度,灌浆锚杆对围岩的约束是通过锚杆与胶结材料之间的剪应力来传递。其刚度为：,分别指灌浆后增加的刚度，是大于1的系数；钢筋弹性模量；锚杆的直径；锚杆的纵向间距；锚杆的横向间距；锚杆的长度,胁严婉剔挚陨着云碧羹窄碗槐九卢椿奔夕啄靳倘兴强娄呕园椅蒜沥刚木佛支护设计习题课支护设计习题课,钢拱架的支护刚度为,其中 分别为钢拱架的弹性模量、截面积、高度和纵向间距。,此时支护阻力公式为：,篙楞闰淋春灰技耕碳也根烙醛腮烽僚果国早拎一必樊警逊汛隆珊阁骋何亮支护设计习题课支护设计习题课,由此绘出支护特征曲线：,仰宦补丙冶槛灶教烫代辗苑近胎述聊厌渭尧持肤郊算酒跑须就镭爪暴拧贱支护设计习题课支护设计习题课,